JP6833568B2 - 清掃装置 - Google Patents

Description

本発明は、管体の内面を清掃する清掃装置に関する。

たとえば、水道管等に用いられる鋳鉄管は、地中に埋設されるため、鋳鉄管の外面には外面塗装が施される。鋳鉄管外面の外面塗装において、鋳鉄管外面に塗料を塗る前に、鋳鉄管を塗装に必要な所定の温度、たとえば６０〜８０度に加熱する予熱工程を行った後に塗装が行なわれている。この予熱工程は、たとえば特許文献１に示されるように、鋳鉄管を温水に浸漬することにより行われる。温水浸漬による予熱工程は、鋳鉄管を収容可能な大きさの水槽を用意し、その水槽内に水を満たし加熱する。水槽内の水が加熱された後、予熱する鋳鉄管を次々に水槽内に入れて鋳鉄管を温水からの熱伝導により加熱する。その後、加熱された鋳鉄管に外面塗装が行われる。

特開２０１２−２２３６９５号公報

上述したように、温水浸漬を行う場合、複数の鋳鉄管を同じ温水に繰り返し浸漬するため、鋳鉄管の内面、外面の汚れにより温水が汚れる場合がある。そのため、温水浸漬後に鋳鉄管に汚れが付着する可能性がある。このような汚れが付着したままで、水分が蒸発、乾燥すると、鋳鉄管の内面に汚れが残ってしまう場合がある。また、鋳鉄管の内面に水分が残った状態のままで、水分が蒸発、乾燥すると、鋳鉄管の内面に水垢が発生してしまう場合もある。

特許文献１では、鋳鉄管の内面をローラブラシにより掃除をすることにより、鋳鉄管の内面の異物を除去している。このローラブラシを用いる鋳鉄管の内面の清掃は、汚れを効果的に落とすことができ、非常に有効である。一方、このようなローラブラシを用いずに、鋳鉄管の内面に付着した水分を効果的に除去しながら、簡便に鋳鉄管の内面の清掃を行うことが可能な清掃装置が求められている。

そこで、本発明はかかる問題点に鑑みて、管体の内面の水分を効果的に除去して、汚れが管体の内面に残ることや、管体の内面に水垢が発生することを抑制することができる管体の内面を清掃する清掃装置の提供を目的とする。

本発明の清掃装置は、水分が付着した管体の内面を清掃する清掃装置であって、前記清掃装置が、前記管体の内腔に挿入される長尺の挿入部と、前記挿入部を、前記管体に対して相対移動させる駆動部と、前記挿入部に取り付けられ、その外周部が前記管体の内面に当接するワイパー部材とを備え、前記ワイパー部材は、弾性変形可能な材料により構成され、前記ワイパー部材が前記管体の内腔を移動する際に、前記ワイパー部材の外周部が弾性変形し、前記管体の内面を押圧しながら、前記管体の内面に付着した水分を排出するように構成されている。

また、前記ワイパー部材が円盤状のゴム材料により形成され、前記ワイパー部材の少なくとも一方の面に、前記ワイパー部材の変形を所定範囲に規制する変形規制部材が取り付けられていることが好ましい。

また、前記管体は、受口、挿口、および前記受口と前記挿口との間の直部とを有する鋳鉄管であり、前記ワイパー部材の外径は前記管体の直部の内径よりも大きく、前記変形規制部材は、前記ワイパー部材を挟み込み、前記ワイパー部材および前記直部の内径よりも小径の一対の挟持部材により構成されていることが好ましい。

また、前記駆動部が、駆動源と、前記挿入部の外周を挟み込み、前記駆動源により駆動されて前記挿入部を往復動作させるピンチローラを備えていることが好ましい。

また、前記ワイパー部材が、前記挿入部の軸方向に沿って、複数設けられていることが好ましい。

また、前記挿入部の軸方向における、前記ワイパー部材の少なくとも一方側に、前記管体の内面に洗浄水を散布するノズルを備えていることが好ましい。

また、前記清掃装置が、清掃される管体の一方の端部を昇降させ、前記管体を傾斜した状態で支持する昇降装置と、前記挿入部の軸が、前記昇降装置により傾斜した状態で支持された管体の軸と並ぶように前記挿入部を支持する支持台とをさらに備えていることが好ましい。

本発明の清掃装置によれば、管体の内面の水分を効果的に除去して、汚れが管体の内面に残ることや、管体の内面に水垢が発生することを抑制することができる。

本発明の一実施形態の清掃装置を示す全体図である。 本実施形態の清掃装置に用いられるワイパー部材の斜視図である。 ワイパー部材が管体に挿入される前の状態を示す概略図である。 ワイパー部材が管体に挿入されて管体の内面を清掃している状態を示す概略図である。

以下、添付図面を参照し、本発明の一実施形態の清掃装置を説明する。なお、以下で説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の清掃装置は、以下の実施形態に限定されない。

図１に示されるように、本実施形態の清掃装置１は、管体Ｐの内腔Ｐ１（図３および図４参照）に挿入される長尺の挿入部２と、挿入部２を、管体Ｐに対して相対移動させる駆動部３と、挿入部２に取り付けられ、その外周部４１が管体Ｐの内面Ｐ２に当接するワイパー部材４（図２参照）とを備えている。

清掃装置１は、水分が付着した管体Ｐの内面Ｐ２（図３および図４参照）を清掃する。本実施形態の清掃装置１により清掃される管体の種類は特に限定されない。本実施形態では、管体Ｐは鋳鉄管であり、図１に示されるように、受口Ｐ３、挿口Ｐ４、および受口Ｐ３と挿口Ｐ４との間の直部Ｐ５とを有している。管体Ｐは、管体Ｐを支持する管体支持体Ｓ１により支持される。

清掃装置１は、たとえば、管体Ｐの塗装工程において、管体Ｐが水槽に浸漬され、管体Ｐの内面Ｐ２が濡れた後に、管体Ｐの内面Ｐ２を清掃する場合に用いることができる。より具体的には、管体Ｐの内面塗装（粉体塗料による塗装）を行った後、外面塗装を行う前に、管体Ｐは加熱された水槽内の温水に浸漬され加熱される。この外面塗装の前で、温水浸漬による管体Ｐの予熱工程の後に、清掃装置１により管体Ｐの内面Ｐ２が清掃される。なお、本実施形態の清掃装置１は、上記以外のタイミングで用いられてもよい。

挿入部２は、管体Ｐの内腔Ｐ１に挿入される長尺の部材である。挿入部２は、管体Ｐの内面Ｐ２を清掃することができるように、所定の長さを有していれば特にその形状や構造は限定されない。本実施形態では、挿入部２は管体Ｐの直部Ｐ５の軸方向長さよりも長い長さを有しているランスとして示されている。なお、挿入部２は、たとえば入れ子式に伸縮するように構成されていてもよい。

本実施形態では、清掃装置１は、図２に示されるように、管体Ｐの内面Ｐ２に洗浄水を散布するノズル５を備えている。ノズル５は、洗浄水を管体Ｐの内面Ｐ２に散布することにより、管体Ｐの内面Ｐ２の汚れを落としやすくしている。ノズル５が設けられる位置は特に限定されず、挿入部２の軸Ｘ（図１および図２参照）方向における、ワイパー部材４の少なくとも一方側に設けられていればよい。本実施形態では、ノズル５は、挿入部２の先端に設けられている。なお、ノズル５は、ワイパー部材４の挿入部２の先端側とは反対側（図２中、複数のワイパー部材４の右側）に配置されていてもよいし、挿入部２の軸Ｘ方向でワイパー部材４の両側に設けられていてもよい。

なお、ノズル５の種類は特に限定されない。ノズル５としては、たとえば、水を環状に噴射するホロコーンノズルを用いることができる。ノズル５が環状に水を噴射することにより、少ない水量で管体Ｐの内面Ｐ２を洗浄することができる。本実施形態では、ノズル５の軸が、挿入部２の軸Ｘと一致しており、ノズル５から環状に噴射される水が、管体Ｐの内面Ｐ２の周方向全体に散布されるように構成されている（図４参照）。これにより、管体Ｐの内面Ｐ２全体を効率的に洗浄することができ、ワイパー部材４が管体Ｐの内面Ｐ２に沿って円滑に移動することを可能にする。

ノズル５に供給される水を供給する配管（図示せず）は、本実施形態では、中空に形成された挿入部２の内部に設けられ、図示しない水の供給源から挿入部２を通ってノズル５に水が供給される。なお、配管は、挿入部２とは別に（たとえば挿入部２の外部に）設けられていてもよい。

駆動部３は、挿入部２を管体Ｐに対して相対移動させる。駆動部３は、挿入部２を管体Ｐの軸Ｘ２（図１参照）方向に移動させてもよいし、管体Ｐを移動させてもよいし、管体Ｐおよび挿入部２の両方を移動させてもよい。本実施形態では、駆動部３は、挿入部２を管体Ｐの軸Ｘ方向に移動させるように構成されている。この場合、管体Ｐと比較して軽量な挿入部２を移動させることにより、駆動部３に加わる負荷を軽減することができる。

駆動部３は、挿入部２を管体Ｐに対して相対移動させることができれば、その構造は限定されない。本実施形態では、図１に示されるように、モータ等の駆動源（図示せず）と、ピンチローラ３１とを備えている。ピンチローラ３１は、挿入部２の外周を挟み込み、駆動源により駆動されて回転し、挿入部２を往復動作させる。より具体的には、図１に示されるように、一対のピンチローラ３１が上下から挿入部２を挟み込み、モータの回転が伝達された一対のピンチローラ３１が互いに逆方向に回転することにより、挿入部２を管体Ｐの軸Ｘ２方向に沿って移動させる。本実施形態では、モータを正逆回転するように構成し、モータの回転方向を変えることにより、ピンチローラ３１も回転方向を変える。これにより、挿入部２が、管体Ｐに挿入される挿入方向（図１における左方向）と、管体Ｐから引き抜かれる引き抜き方向（図１における右方向）とに移動する。上述したピンチローラ３１を用いることにより、挿入部２の移動が迅速になり、清掃装置１による清掃工程の効率が向上する。なお、本実施形態では、図１に示されるように、挿入部２はピンチローラ３１以外に、複数の支持ローラＲに支持され、進退動作を容易にしている。

また、本実施形態では、清掃装置１は、図１に示されるように、清掃される管体Ｐの一方の端部を昇降させ、管体Ｐを傾斜した状態で支持する昇降装置Ｌと、挿入部２の軸Ｘが、昇降装置Ｌにより傾斜した状態で支持された管体Ｐの軸Ｘ２と並ぶように挿入部２を支持する支持台Ｓ２とをさらに備えている。昇降装置Ｌは、挿入部２の軸Ｘと管体Ｐの軸Ｘ２とが直線状に並ぶように管体Ｐの一方の端部を昇降させ、管体Ｐを傾斜した状態で支持する。これにより、管体Ｐの内面Ｐ２に洗浄水が散布されたときに、洗浄水の排水を容易にしている。なお、本実施形態では、図１に示されるように、昇降装置Ｌは、管体Ｐの挿入部２が挿入される側の端部（挿口Ｐ４側）を上昇させている。これにより、挿入部２の挿入方向での移動時（往路）において、洗浄水が容易に排出され、汚れ等を管体Ｐの内面Ｐ２から容易に取り去ることができる。なお、管体Ｐの傾斜方向は、図示した傾斜方向と逆方向（受口Ｐ３側が上方に位置）であってもよい。また、昇降装置Ｌは、本実施形態では、管体Ｐの一方の端部を上昇させることにより、管体Ｐを傾斜した状態で支持しているが、管体Ｐの端部（たとえば、図１における受口Ｐ３側）を下降させることにより、管体Ｐを傾斜した状態で支持してもよい。

図２〜図４に示されるように、ワイパー部材４は、挿入部２に取り付けられ、挿入部２とともに、管体Ｐの内腔Ｐ１内を移動する。ワイパー部材４は、弾性変形可能な材料により構成され、ワイパー部材４の外周部４１が管体Ｐの内面Ｐ２に当接する。ワイパー部材４は、ワイパー部材４が管体Ｐの内腔Ｐ１を移動する際に、ワイパー部材４の外周部４１が弾性変形し、管体Ｐの内面Ｐ２を押圧しながら、管体Ｐの内面Ｐ２に付着した水分を排出するように構成されている。これにより、たとえば、温水浸漬工程などにより管体Ｐの内面Ｐ２に付着した汚れや水分を、ワイパー部材４により効果的に除去することができる。したがって、管体Ｐの内面Ｐ２の汚れを除去するだけでなく、管体Ｐの内面Ｐ２に水分が残留することによる、水垢などの発生を防止することができる。なお、ワイパー部材４の外周部４１は、ワイパー部材４の外周縁を含む所定の領域をいう。

ワイパー部材４は、弾性変形可能な材料であれば特に限定されないが、たとえば、ゴム材料など、非吸水性の材料により形成されることが好ましい。この場合、管体Ｐの内面Ｐ２にワイパー部材４が密着するとともに、管体Ｐの内面Ｐ２に残留した水を容易に押し出して排水することができる。

ワイパー部材４の形状は、ワイパー部材４が管体Ｐの内面Ｐ２に当接して密着することができれば特に限定されない。本実施形態では、ワイパー部材４は円盤状に形成されており、ワイパー部材４の外周部４１が管体Ｐの内面Ｐ２の周方向全体に密着することができる。そのため、管体Ｐの内面Ｐ２の周方向全体に付着した汚れ、水分を容易に押し出すことができる。なお、本実施形態では、ワイパー部材４は、真円状に形成されているが、たとえば、全体として略円形に形成されていればよく、必ずしも真円状である必要はない。

ワイパー部材４の外径は、本実施形態では、図３に示されるように、管体Ｐの直部Ｐ５の内径よりも大きくなるように構成されている。これにより、ワイパー部材４が管体Ｐの直部Ｐ５に入ったときに、ワイパー部材４の外周部４１が図４に示されるように弾性変形して管体Ｐの内面Ｐ２に密着する。

なお、ワイパー部材４の少なくとも一方の面に、ワイパー部材４の変形を所定範囲に規制する変形規制部材４２が取り付けられることが好ましい。変形規制部材４２は、弾性変形するワイパー部材４の変形量を所定の範囲に抑えることにより、たとえば、管体Ｐの内腔Ｐ１内で、挿入部２やワイパー部材４の重量により、ワイパー部材４の下端（図４における下側）が管体Ｐの内面Ｐ２に向かって押圧されたときに、ワイパー部材４の形状の崩れを抑制することができる。そのため、ワイパー部材４の所定の形状を維持したまま管体Ｐの内面Ｐ２を清掃することができる。また、変形規制部材４２により、管体Ｐの内腔Ｐ１を移動する際に、ワイパー部材４の外周部４１（変形規制部材４２よりも径方向外側の部分）よりも径方向内側の部分はほとんど変形しないので、水の排出を効果的に行うことが可能な、ワイパー部材４の外周部４１と管体Ｐの内面Ｐ２との間の好適な密着状態を維持することができ、水の排出性能が向上する。

本実施形態では、変形規制部材４２は、図３および図４に示されるように、ワイパー部材４を挟み込み、ワイパー部材４および直部Ｐ５の内径よりも小径の一対の挟持部材４２ａ、４２ｂにより構成されている。挟持部材４２ａ、４２ｂは、たとえば、図２に示されるように、円盤状の部材とすることができるが、リング状など、他の形状であっても構わない。挟持部材４２ａ、４２ｂは、ワイパー部材４の変形を規制するために、たとえば、金属や合成樹脂など、剛性を有する材料により形成することが好ましい。また、本実施形態では、変形規制部材４２は、ワイパー部材４を挟み込むように構成されているが、ワイパー部材４の一方側のみに設けられ、ワイパー部材４の変形を規制するものであってもよい。

また、ワイパー部材４の数は特に限定されず、１つであってもよいし、複数であってもよい。本実施形態では、図２〜図４に示されるように、ワイパー部材４は、挿入部２の軸Ｘ方向に沿って、複数設けられている。この場合、複数のワイパー部材４によって、より確実に汚れや水分を排出することができる。

以下、本実施形態の清掃装置１の動作を、鋳鉄管（以下、鋳鉄管Ｐと呼ぶ）の塗装工程に適用した場合を例にあげて説明する。なお、本発明の清掃装置１は以下の動作説明により限定されるものではない。

鋳鉄管Ｐの内面Ｐ２の粉体塗装が完了した後、たとえば水系の塗料により外面塗装を行うために、加熱された水槽内の温水に鋳鉄管Ｐを浸漬して、鋳鉄管Ｐを所定の温度まで加熱する。

鋳鉄管Ｐが所定の温度まで加熱されると、水槽から鋳鉄管Ｐを取り出し、管体支持体Ｓ１に鋳鉄管Ｐを載置する。なお、水槽内には粉体塗装が行われた鋳鉄管Ｐが連続して供給されるため、汚れが蓄積し、外部から侵入したゴミなども混入している可能性がある。そのため、水槽から取り出された鋳鉄管Ｐには、汚れや、水槽内の水が鋳鉄管Ｐの内面Ｐ２に付着している可能性がある。

鋳鉄管Ｐが管体支持体Ｓ１に載置されると、昇降装置Ｌが駆動されて、鋳鉄管Ｐの一方の端部が上昇し、鋳鉄管Ｐは、図１における二点鎖線で示される水平な状態から、傾斜した状態となる。このとき、鋳鉄管Ｐの軸Ｘ２と、挿入部２の軸Ｘとが揃った状態となっており、ワイパー部材４の鋳鉄管Ｐの内腔Ｐ１内への挿入の準備が完了する。また、このとき、鋳鉄管Ｐが傾斜状態となることにより、鋳鉄管Ｐの内面Ｐ２に残った水分は部分的に排出される。

つぎに、駆動部３のモータにより、ピンチローラ３１が回転する。ピンチローラ３１が回転すると、外周を挟み込まれた挿入部２が鋳鉄管Ｐの内腔Ｐ１に向かって、挿入方向に送り出される。また、ノズル５へと水が供給され、挿入部２の先端に設けられたノズル５から水が円環状に噴射される。

挿入部２が挿入方向に移動すると、挿入部２の先端側に設けられた複数のゴム製のワイパー部材４の外周部４１は、図４に示されるように、鋳鉄管Ｐの直部Ｐ５の内面Ｐ２に当接するとともに、弾性変形する。弾性変形したゴム製のワイパー部材４の外周部４１はその反力により、鋳鉄管Ｐの内面Ｐ２に押し当てられて密着する。

また、ノズル５から円環状に噴射された水は、鋳鉄管Ｐの内面Ｐ２の周方向全体を洗浄し、汚れが除去される。温水浸漬の際に残留した水や、ノズル５から噴射された水は、鋳鉄管Ｐの内面Ｐ２に密着するワイパー部材４により、傾斜した鋳鉄管Ｐに沿って容易に排出される。ワイパー部材４が通った後の鋳鉄管Ｐの内面Ｐ２には、水分がほぼ残留しないようになる。これにより、ノズル５により鋳鉄管Ｐの内面Ｐ２の汚れを落としながら、水分も効率よく掻き出すことができる。そのため、鋳鉄管Ｐの内面Ｐ２に汚れや水分が残存せず、水垢の発生も防ぐことができる。

ワイパー部材４は、鋳鉄管Ｐの挿口Ｐ４側から挿入され、鋳鉄管Ｐの受口Ｐ３側まで移動する。その後、駆動部３のモータが逆回転をして、ピンチローラ３１が、挿入部２が挿入方向に移動したときとは逆方向の回転を行う。これにより、挿入部２が引き抜き方向に移動する。この際、ワイパー部材４は、往路と同様に復路においても鋳鉄管Ｐの内面Ｐ２に密着しながら、初期位置まで移動する。挿入部２の引き抜き方向の移動時には、ノズル５からの水の散布は停止されており、ワイパー部材４は、鋳鉄管Ｐの内面Ｐ２にわずかに水分が残存している場合であっても、その水分を取り除くことができる。その後、鋳鉄管Ｐは管体支持体Ｓ１から外面塗装工程へと移動され、鋳鉄管Ｐの一連の塗装工程を完了させることができる。

１ 清掃装置
２ 挿入部
３ 駆動部
３１ ピンチローラ
４ ワイパー部材
４１ ワイパー部材の外周部
４２ 変形規制部材
４２ａ、４２ｂ 挟持部材
５ ノズル
Ｌ 昇降装置
Ｐ 管体（鋳鉄管）
Ｐ１管体（鋳鉄管）の内腔
Ｐ２ 管体（鋳鉄管）の内面
Ｐ３ 受口
Ｐ４ 挿口
Ｐ５ 直部
Ｒ 支持ローラ
Ｓ１ 管体支持体
Ｓ２ 支持台
Ｘ 挿入部の軸
Ｘ２ 管体の軸

Claims (4)

1. 受口、挿口、および前記受口と前記挿口との間の直部とを有するとともに内面塗装された鋳鉄管において、内面塗装後に水分が付着した、前記鋳鉄管の内面を清掃する清掃装置であって、前記清掃装置が、
   直線状に延びており前記鋳鉄管の内腔に挿入される長尺の挿入部と、
   前記挿入部を、前記鋳鉄管に対して相対移動させる駆動部と、
   前記挿入部に取り付けられ、その外周部が前記鋳鉄管の内面に当接するワイパー部材と
   を備え、
   前記ワイパー部材は、弾性変形可能な材料により構成され、
   前記ワイパー部材が前記鋳鉄管の内腔を移動する際に、前記ワイパー部材の外周部が弾性変形し、前記鋳鉄管の内面を押圧しながら、前記鋳鉄管の内面に付着した水分を排出するように構成され、
   前記挿入部は、前記鋳鉄管の前記直部の軸方向長さよりも長い長さを有し、
   前記ワイパー部材が、前記挿入部の軸方向に沿って、複数設けられ、
   前記駆動部が、駆動源と、前記挿入部の外周を挟み込み、前記駆動源により駆動されて前記挿入部を往復動作させるピンチローラを備え、
   前記清掃装置が、
   清掃される鋳鉄管の一方の端部を昇降させ、前記鋳鉄管を傾斜した状態で支持する昇降装置と、
   前記挿入部の軸が、前記昇降装置により傾斜した状態で支持された鋳鉄管の軸と並ぶように前記挿入部を前記鋳鉄管の外部において支持する支持台と
   をさらに備えており、
   前記支持台は、前記挿入部を前記ピンチローラに対して前記鋳鉄管とは反対側において支持する複数の支持ローラを有する、清掃装置。
2. 前記ワイパー部材が円盤状のゴム材料により形成され、前記ワイパー部材の少なくとも一方の面に、前記ワイパー部材の変形を所定範囲に規制する変形規制部材が取り付けられている請求項１記載の清掃装置。
3. 前記ワイパー部材の外径は前記鋳鉄管の直部の内径よりも大きく、
   前記変形規制部材は、前記ワイパー部材を挟み込み、前記ワイパー部材および前記直部の内径よりも小径の一対の挟持部材により構成されている請求項２記載の清掃装置。
4. 前記挿入部の軸方向における、前記ワイパー部材の少なくとも一方側に、前記鋳鉄管の内面に洗浄水を散布するノズルを備えている請求項１〜３のいずれか１項に記載の清掃装置。

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